[发明专利]一种聚烯烃接枝苯并咪唑类聚合物质子交换膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种接枝共聚物，其是通过含氨基的线性苯并咪唑类聚合物和含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物中的端氨基与侧链含羧基的烯烃类聚合物的羧基的缩合反应而得到的苯并咪唑类聚合物接枝到侧链含羧基的烯烃类聚合物主链上的接枝共聚物；

所述含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物选自下述式(VI)～式(VII)结构中的至少一种：

式(VI)和式(VII)中，X选自不存在、-S-、-O-、卤素取代或未取代的C_1-6烷基；n2为1-100之间的整数；**代表支化点；R₃选自含有三个羧基的化合物的残基。

2.根据权利要求1所述的接枝共聚物，其中，所述接枝共聚物含有下述式(I)所示的结构单元：

式(I)中，R”选自H、烷基；R’选自不存在、取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基，其中的取代基选自烷基、羧基、卤素；R₁为通过端氨基-NH₂与R’上的-COOH发生缩合反应后连接到烯烃类聚合物主链上的含氨基的线性苯并咪唑类聚合物侧链；R₂为通过端氨基-NH₂与R’上的-COOH发生缩合反应后连接到烯烃类聚合物主链上的含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物侧链；

m＝100～50000之间的整数；

当R’为不存在时，z＝0，1≥x1+x20，y＝1-x1-x2；当R’为亚芳基或亚烷基时，1z≥0，1≥x1+x20，y＝1-z-x1-x2。

3.根据权利要求2所述的接枝共聚物，其中，所述接枝共聚物的分子结构式为下列中的一种：

其中，R₁、R₂、m的定义同权利要求2，1≥x1+x20，y＝1-x1-x2；

或者，所述接枝共聚物的分子结构式为：

其中，R₁、R₂、m的定义同权利要求2，1z≥0，1≥x1+x20，y＝1-z-x1-x2；

Ar为下述结构中的一种：

*代表连接点。

4.根据权利要求1所述的接枝共聚物，其中，R₃选自下述结构中的至少一种：

*代表连接点。

5.根据权利要求1-3任一项所述的接枝共聚物，其中，所述线性苯并咪唑类聚合物选自下述式(VIII)、式(IX)或式(X)结构中的至少一种：

式(VIII)～式(X)中，X选自不存在、-S-、-O-、卤素取代或未取代的C_1-6烷基；R₄选自卤素取代或未取代的C_1-8亚烷基、卤素取代或未取代的C_6-20亚芳基；n1为1-5000之间的整数。

6.根据权利要求5所述的接枝共聚物，其中，所述线性苯并咪唑类聚合物选自下述结构中的至少一种：

其中，n1＝1～5000之间的整数；R₄选自下述结构中的一种：

*代表连接点。

7.一种质子交换膜，其包括权利要求1-6任一项所述的接枝共聚物。

8.根据权利要求7所述的质子交换膜，其中，所述质子交换膜中还掺杂有磷酸；所述磷酸的掺杂水平ADL小于10；所述质子交换膜的体积溶胀率小于200％。

9.权利要求7或8所述的质子交换膜在燃料电池或液流电池领域中的应用。